地图学第1章.ppt

1、Cartology,地图学,现代地图学,地图学原理与方法,现代地图学,地图学 课程简介,课程性质：专业主干课，技术基础课 总 学 时：40学时 教 材：地图学教程 参 考 书：现代地图学 考试范围：以课堂讲授为主命题 考核方式: 期末校级考试课； 平时作业与测验：总成绩的20,内容： 绪论: 研究对象，地图构成要素与特性，分类，功能。 地图学史: 西方； 东方； 古代； 现。 数学基础: 地图投影与变换。,地图语言（Map representation）： 符号系统与注记。 制图综合（Map generalization）: 概括，取舍，位移等 地图图型 ：普通地图，专题地图及地图集。 地图编

2、制（Map Compilation）： 地图编绘，印制，生产。 地图分析与应用（Map analysis and evaluation),第一章 绪论,中国国家普通地图集电子版,11 地图的基本概念,很早以前，人们认为地图是地球表面在平面上的缩小图形。,一.地图的基本特性, 地图必须遵循一定的数学法则 解决地球自然表面的替代物地球椭球面转化到平面上各地物的相对关系，即将球面转绘到平面，进行地图投影。,F（，） f（x,y）,地图具有完整的符号系统 借助地图符号表示地面事物的内容，减轻地图载负量，增强地图的直观性和易读性。 不仅表现可见事物，也表现无形的自然现象和人文现象； 不仅表现外观轮廓，亦

3、表现质量特征和数量特征； 分清主次内容。, 地图必须经过科学概括,缩小了的地图不可能容纳地面所有的现象。,根据地图用途或主题，对实况或原图内容进行取舍或概括。 事物缩小后，地图上清晰、易读； 有限图面上表达制图区域的基本特征和地理要素； 综合的理论和方法。,(4)地图是地理信息的载体 对地图信息进行积累、复制、组合、传递，根据使用者的需要加以理解、提取及应用。 地图载体类型繁多： 纸质地图，实体模型，屏幕影像，声像地图，触觉地图等。,2. 地图 特征： 地图的四个基本特性是地图的特有属性，是界定地 图的核心； 地图表示内容从地球表面、地层到宇宙各种自然和社会现象均为表示对象； 地图的最终形式以

4、图形和平面图纸或其它介质出现，而以数字形式贮存在磁带、磁盘、光盘等介质上是过渡性的。,二. 地图定义(Definition for map) 传统定义： 地图是根据特定的数学法则，将地球或星球上的自然和社会经济现象通过制图综合，并以符号和注记缩绘到平面上的图像。 现代定义： 地图是遵循一定的数学法则，将客体（地球及其它星球）上的地理信息，通过科学的概括，并运用符号系统表示在一定载体上的图形，以传递它们的数量和质量在时间与空间上的分布规律和发展变化。,1-2 地图的构成要素,一.数学要素 二.图形要素 三.辅助要素,数学要素 控制和确定地图上地理要素与地面事物的相对位置，是地图的“骨架”。 1.

5、地图坐标网 地理坐标网： 经度、 纬度。 平面直角坐标网：（x，y） 2. 控制点： 三角点 水准点 导线点 GPS点 天文点 3. 比例尺： 4. 定向指标线：真子午线、磁子午线、坐标纵线、称为三北方向线。,二. 地理要素（图形要素） 表达地理信息的各种图形符号、文字注记。反映制图对象相对地理位置及与地理环境间联系的要素。 地图的基本内容 1. 自然地理要素: 水系、地形、土质、植被、地貌、 气象、动物 、自然灾害 。 2. 社会经济地理要素： 居民地 、 人口、 政治界线 、产值 、 交通线、设施 、 军事 。,三. 辅助要素（Auxiliary Elements) 1. 图名（Sheet

6、 Names）； 2. 图号 （Sheet Number）； 3. 图例（Legend）； 4. 接图表（Sheet Index）； 5. 图廓（Map Margins）； 6. 分度带（Border Divisions）； 7. 量图用表（Cartometric Graphs）； 8. 附图 （Attached Charts）； 9. 编图资料（Mapping Documents）； 10. 成图说明（Mapping Description）。,1-3 地图制作方法简介,一、传统实测成图法 二、传统编绘成图法 三、遥感制图法 四、计算机地图制图法,一、 实测成图：通过实地测量而制成地图的方法

7、。 地面实测成图,实测法 国家控制网点 图根控制测量 碎部测量 绘制成图 地图制印 特点：实地图,二. 编绘成图：根据已有的地图或其他编图资料，在室内编制新图的方法。,特点：图图,转绘数学基础,转绘数学基础,遥感(RS)：借助传感器对地物的发射反射的电磁波进行接收分析，揭示物体的特性及其变化的综合性的探测技术。,三、遥感制图法,遥感的定义：Definition,字面：Remote Sensing(RS.)遥远的感知。 广义：泛指各种非接触的、远距离的探测技术。 狭义：是一门新兴的科学技术，主要指从远距离、高空以至外层空间的平台上，利用可见光、红外、微波等探测器，通过摄影或扫描、信息感应、传输和

8、处理，从而识别地面物质的性质和运动状态的现代化技术系统。 (遥感大词典),遥感制图法是利用遥感图像数据资料，通过图像处理和分析，用于制作或更新地图特别是专题地图的新技术方法。,小常识：对于遥感图象的处理包括影像纠正、空间滤波、色彩增强、反差增强等，目前业界用于遥感影像处理的软件有ERDAS，ENVI，PCI等。,资料准备 图像处理 图像判读 图形要素转绘 地图整饰 地图制印 特点：图像图,遥感影像地图,四、计算机地图制图法 地图资料 （数字化） 计算机处理 （机助综合） 数字地图 （绘图机） 输出 制印 特点：数字图,作业一：,1.课后阅读： P1P4：“1.1 地图概念”； P5P6：“1.

9、2 地图内容”,14地图的功能与作用,一、地图的功能 1.认识功能 作为表达空间现象一种主要的图形形式，它的认知功能表现在许多方面：,（1）可以组成整体、全局的概念，也就是确立地理信息明确的空间位置。,例如我国的各民族的区域分布十分分散，依靠语言或文字描述，无法构成整体分布状况的概念，而通过绘制“中国民族区域分布图”则能圆满地解决问题。,（2）获得物体所具有的定性及定量特征。,提供空间分布物体和现象的尺寸、维数、范围等概念，形成正确的对比概念、图形感受及制图对象空间立体分布和时间过程变化。,（3）建立地物与地物或现象与现象间的空间关系。 （4）易于建立正确的空间图像。,2.模拟功能,物质模型是

10、比较容易理解的，因为地图特别是表示各种基本地理要素的普通地图，可以直观地感受到是制图区域的一种实体模型。,模型与它表示的对象具有相似性，模型可以有物质模型与概念模型之分。,概念模型是对实体的一种概括与抽象。 ex：用等高线表示地貌形态； 地震、火山带板块学说,3.信息的载负和传输功能 地图能容纳和贮存的信息量是十分巨大的，是空间信息的理想载体，地图信息由直接信息和间接信息两部分组成：,直接信息是地图上表示的地理信息，如道路、河流网、居民点等用图形符号直接表示；间接信息是经过分析解译而获得有关现象或物体规律的信息。,二、地图的作用 1.经济建设 自然资源调查和开发需要精度高、现势性强的地图作为必

11、要的工具。工矿、交通、水利等基本建设，从选址、选线、勘测设计到工程施工，都离不开地图。城市规划、居民地布局、地籍管理等需要以比例尺较大的平面地图作为基础图件。农业方面的应用十分广泛，荒地开垦、沙漠治理、旱地灌溉、水土保持、防洪排涝、盐碱地改良、大规模的改造自然工程都离不开地图。,2.科学研究 进行科学研究时，一方面需要选用各种适宜的比例尺的地图作为地理底图，通过野外工作及室内地图分析，研究各种要素的分布规律、动态变化及相互联系，得到重要的研究结论，综合评价或作出预测预报。另一方面又把地图作为一种重要及独立的成果表达形式。 3.国防建设 地图对军事活动的作用是不言而喻的，从各兵种、军种的首脑机关

12、决策战略方针，中级指挥员制定战役计划，基层指挥员指挥具体的战斗行动，都无法离开地图。,地图具有鲜明的政治性及法律效力。地图是进行思想政治教育的有力工具。在教学活动中，特别是地理教学中地图更是绝不可忽视的重要教学手段。在日常生活中，也都离不开地图，需要运用一定的地图知识。,4.政治活动、文化教育、日常生活,1-5 地图的类型,1.按地图的图型分类 有普通地图与专题地图之分。,普通地图是表示自然地理和社会经济一般特征的地图，它并不偏重某个要素。主要表示水系、地貌、土质植被、交通线、居民地和境界线六大要素。普通地图按内容的概括程度，区域及图幅的划分状况等分为平面图、地形图和地理图。,专题地图是着重表

13、示一种或几种主体要素及它们之间互相关系的地图。,2. 按比例尺分类 大 （ 1：10万） 中 （1：10万 1：100万） 小 （ 1：100万）,3. 按区域分类 星球图，地球图 世界图，大洲图,大洋图,半球图 国家图，次级行政区图等 局部区域图: 海域图，区域图等,4.按地图的视觉化状况分类 可有实地图与虚地图。实地图是空间数据可视化的地图，包括纸介质和屏幕地图。它是将地图信息经过抽象和符号化以后在指定的载体上形成的。虚地图指存贮于人脑或电脑中的地图，前者即为“心象地图”后者即为“数字地图”。实地图和虚地图可以相互转换，如屏幕地图与存贮在磁带上的数字地图。,5.按地图的瞬时状态分类 可有静

14、态地图和动态地图。静态地图它所表示的内容都是被固化的。以静态地图来反映动态事物，可以借助于地图符号的变化或同一现象、不同时相静态地图的对比来实现。动态地图是连续快速呈现的一组反映随时间变化的地图，只能在屏幕上以播放的形式实现。,6.按地图维数分类 可有平面图形及立体图形。在三维地图基础上利用虚拟现实技术，通过头盔，数据手套等工具，形成了一种称为“可进入”地图的新品种，使用者能产生亲临其境的感觉。,7.按其他指标分类 按用途：教学地图、文化地图、军用地图等。 按语言种类：汉语地图、外文地图、少数民族语言地图等。 按出版使用方式：桌图、挂图、屏幕地图、地图集。,按感受方式 ：线划地图、数字地图、影

15、像地图、触觉地图、多媒体地图等。,宋长安城,1991年沙漠军刀行动,新石器时代,按历史年代：分为古代地图、近代地图、现代地图。,K.A. 萨里谢夫模型论 : J.L. 莫里逊信息论: 多种语言制图技术术语辞典 : 国际地图协会（ICA）:,16地图学的定义及学科体系(Definition & Branches of Cartology),一. 地图学的定义,总结： “地图学是研究地图的实质、地图制作与应用的理论和技术的科学” 地图学与地图制图学的区别： 出发角度 侧重点 地图学 理科 全面（三部分） 地图制图学 工科 地图制作,二. 研究对象 1. 地图实质 地图定义的理论依据 地图功能 地图

16、效应（地图具有空间地理模型的效果）。 2. 制图理论与技术 地图投影； 地图表示法； 地图符号设计；,制图综合； 地图制印； 机助制图； 制图方法的发展。 3. 地图应用（目前薄弱环节） 读图与图上量测方法； 地图底图的设计； 提取地图信息的条件和方法； 分析与评价地图的标准。,地 图 学,三. 地图学与相关学科的关系,测 量 学,地 理 学,色彩学 与美学,地名学,计算机技术,遥感技术,心理学,符号学,地 理 信 息 系 统,数 学,1). 测量学 大地测量学； 地形测量学 2).地理学 “地图学是地理学的另一半”； “地图是地理学的第二语言”。 3).地名学 地名的起源、语音、语义、结构、

17、标准、分布、演变、应用 等。 地名地图的主要内容和表示手段。,4). 数学 包括数学分析， 数理统计学, 线性代数, 图论, 模糊数学, 拓扑学等。 数学投影； 地图内容的选取指标； 地图资料与制图区域的定量分析； 遥感制图与计算机地图制图。,5). 美学 自然界、社会和艺术领域美的一般规律与原则。 符号的图形、大小、色彩； 注记得字体、大小、位置； 图面整饰与配置。 6). 色彩学 色彩的原性、调和、配合、感受效果和染色方法。 地图要素的分级分类 地图的层次度和易读性； 简化符号图形地图的科学性和表现力； 提高视觉效果地图内容的美观和丰富。,7). 其它 遥感技术； 计算机科学； 物理学；

18、化学； 心理学； 。,17 地图学的历史与发展,一. 最古老的地图 1. 保存下来最古老的是距今约4700年左右的苏美尔人绘制的地图山、水等地理特征； 2. 4500年前的古巴比伦地图（陶片）： 古巴比伦城镇、山、水等地理特征； 3. 公元前239年： 1986年6月甘肃省，放马滩地图出土，比例尺1/30万；,公元前24002200年保存至今的巴比伦陶片地图 （左为缩小照片，右为复原示意图）,汉代古地图,长沙国深平防区地形图 亦称长沙国南部地形图（西汉 文帝），成图于公元前168年以前。比例尺约为1：180 000，相当于汉代一寸折十里，地图幅面为纵96cm、横96cm。原图上本无名，因地图内

19、容包含山川、道路、城镇等要素，故取名“地形图”。 1973年12月发掘湖南长沙市东郊马王堆三号汉墓时出土。绢底彩绘，现藏于湖南省博物馆。,二. 中国地图学历史回顾,1. 古代地图作品介绍 从山海经 到 荆轲刺秦王,2.我国发现最早以实测为基础的古地图，是1973年在湖南长沙马王堆汉墓中挖掘出的公元前168年的三幅帛地图：地形图、驻军图和城邑图。,3.西晋-裴秀及其禹贡地域图十八篇 中国地图学之父,制图六体： 分率：比例尺 准望：方位 道里：距离 高下：起伏 方邪：改化 迂直：曲线,4.唐贾耽（370805） ： 海内华夷图 这是继裴秀之后我国又一伟大地图作品，在中国和世界地图史上具有重要意义。,5. 北宋沈括（